專利名稱：無變壓器和零序互感器的漏電繼電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種無變壓器和零序互感器的漏電繼電器，屬一種漏電保護裝置。
現(xiàn)有的漏電繼電器，其電源電路中存在一個變壓器，檢測漏電電路中有一個零序互感器，安裝使用時，需將被保護的供電線路(三相火線和中性線)穿過零序互感器的環(huán)口，利用這些導(dǎo)線中電流的矢量和來檢取漏電信號。其不足之處是，因變壓器體積、重量大，成本高，且被保護導(dǎo)線必須從零序互感器的環(huán)口內(nèi)穿過，而該環(huán)口必須足夠大才能保證導(dǎo)線從其環(huán)口內(nèi)穿過。這就決定了該部件的體積較大，而且制造成本高，造成現(xiàn)有漏電繼電器體積、重量大，成本高，壽命短，使用中安裝麻煩，給用戶帶來不便。
本實用新型的目的是，提供一種體積小，重量輕，成本低，安裝方便，使用壽命長的無變壓器和零序互感器的漏電繼電器。
本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來達(dá)到的。這種無變壓器和零序互感器的漏電繼電器，由電源電路1，檢測漏電電路2，信號處理電路3，執(zhí)行電路4構(gòu)成。其特殊之處是，電源電路1的變壓是通過電容、電阻和穩(wěn)壓元件達(dá)到的，變壓部分的電容C1串接在電源電路1的交流輸入端，電阻R1與穩(wěn)壓元件6串聯(lián)后并聯(lián)在電源電路1的直流輸出端。檢測漏電電路2是一個電流互感器，它的初級線圈L1一端接在電源的中性線上，另一端接地，它的次級線圈L2的兩端接在信號處理電路3的兩輸入端上。所屬的電源電路中的整流可以是全波整流，也可以是半波整流。所屬的穩(wěn)壓元件6可以是穩(wěn)壓二極管，也可以是串聯(lián)型晶體管直流穩(wěn)壓電路，還可以是集成穩(wěn)壓器，如W1系列集成穩(wěn)壓器，采用集成運算放大器的穩(wěn)壓器。但穩(wěn)壓二極管簡單，成本低。
本實用新型一種較好的實施方式是，在穩(wěn)壓元件6的兩端點上并聯(lián)一電容C3，減小穩(wěn)壓元件6的電壓波動性。
本實用新型再一種較好的實施方式是，在該漏電繼電器中，增設(shè)一附加電源5，它的交流輸入端串聯(lián)一電容C4，它的直流輸出端之間并聯(lián)了由執(zhí)行電路4的繼電器觸點J2同交流接觸器線圈JC1相串聯(lián)的電路；電容C4的兩端與交流接觸器的常閉觸點JC2并聯(lián)，便于交流接觸器吸合。這樣，就使交流接觸器吸合后，其線圈工作在低壓直流狀態(tài)，不僅能有效地降低能耗，消除嗡嗡噪聲，而且能大大延長交流接觸器的壽命。同理，該電源的整流電路可以是全波整流電路，也可以是半波整流電路。但全波整流電路的效果較好。
本實用新型再一種較好的實施方式是，在附加電源5的輸出端并聯(lián)一個二極管Ds。則可使交流接觸器線圈JC1中的電流連續(xù)性增強，脈動性減小，使交流接觸器的吸力增大，噪聲更小。
由于本實用新型采用了上述技術(shù)解決方案，用電容、電阻、穩(wěn)壓元件替代了變壓器，用電流互感器替代了零序互感器，使其與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有結(jié)構(gòu)簡單，體積、重量均能減小到原來的十分之一，壽命延長10倍，成本降低到原來的15分之一，安裝方便的優(yōu)點。又因增設(shè)了附加電源，降低了交流接觸器的工作電壓，減少了無用功耗，降低了噪聲，節(jié)約了能源。在附加電源的直流輸出端并接一續(xù)流二極管后，更進一步減小了交流接觸器的噪聲，增大了交流接觸器的吸力，工作的可靠性增強。
以下結(jié)合附圖給出本實用新型的實施例，用來進一步說明本實用新型。


圖1-本實用新型一個實施例的電路結(jié)構(gòu)圖；圖2-本實用新型第二個實施例的電路結(jié)構(gòu)圖；圖3-本實用新型第三個實施例的電路結(jié)構(gòu)圖。
其中電源電路1，檢測漏電電路2，信號處理電路3，執(zhí)行電路4，附加電源5，穩(wěn)壓元件6。
實施例1，參考圖1。電源電路由電容C1、C2，橋式整流電路，電阻R1和穩(wěn)壓二極管DW1組成，整流形式采用橋式全波整流。電容C1主要起限流作用，它串接在橋式整流電路的交流電輸入端。橋式整流電路的輸出端之間跨接了濾波電容C2，起限流、分壓作用的電阻R1和起穩(wěn)壓作用的穩(wěn)壓二極管DW1串聯(lián)后并接在電容C2的兩端。這樣，在電源電路1的直流輸出電路中形成了兩個直流電源，一是整流器輸出端正負(fù)極間，該部分電壓較高，供給執(zhí)行電路4使用；其兩端分別與執(zhí)行電路4的正負(fù)端對應(yīng)相接；二是穩(wěn)壓元件兩端，在這里是穩(wěn)壓二板管DW1兩端，該部分電壓較低，這兩端分別與信號處理電路3的正負(fù)端對應(yīng)相接。而且信號處理電路3的負(fù)端和C0M端均與穩(wěn)壓二極管DW1的負(fù)極相接。檢測漏電電路2是一個微型電流互感器，該電流互感器除具有一個產(chǎn)生感應(yīng)電壓或電流的次級線圈L2以外，還同時具有一個用作直接通過漏電電流的初級線圈L1，初級線圈L1兩端分別與供電系統(tǒng)的中性線和接地線相接。由于漏電電流一般都較小，所以，初級線圈L1可以用較細(xì)的導(dǎo)線繞制，而且繞制1-2匝足夠，從而可使電流互感器做的很小。信號處理電路3由一個集成運算放大器構(gòu)成。執(zhí)行電路4由開關(guān)電路KD，繼電器構(gòu)成。工作原理是，將該漏電繼電器的接線端子JX1、JX2分別與電源火線和中性線相接，220伏交流電加到電源電路中，經(jīng)電容C1限流后，通過橋式整流電路輸出直流供電信號，該直流供電信號經(jīng)電容C2濾波后，一路直接為執(zhí)行電路4提供工作電源，另一路經(jīng)限流電阻R1限流，并經(jīng)穩(wěn)壓二極管DW1穩(wěn)壓后，為信號處理電路3提供一個穩(wěn)定的工作電壓。正常情況下，電流互感器初級線圈L1所接的中性線和接地線同電位，所以初級線圈中無電流通過，次級線圈L2中也就沒有感應(yīng)電壓或電流，信號處理電路中無信號輸入，執(zhí)行電路4不動作，保持原靜止?fàn)顟B(tài)，繼電器的常閉觸點J2保持閉合，380伏交流電經(jīng)接線端子JX3、JX6、JX4和該常閉觸點通到交流接觸器線圈JC1上，使交流接觸器合閘，被保護的供電線路處于正常工作狀態(tài)。一旦有漏電情況發(fā)生，也就是出現(xiàn)了不同程度的火線接地故障，使接地線電位升高，接地線與中性線之間有了電位差，初級線圈L1內(nèi)有電流通過，這時次級線圈L2便產(chǎn)生了感應(yīng)電流，當(dāng)這個漏電電流達(dá)到或超過漏電繼電器的設(shè)定動作值時，次級線圈L2上的感應(yīng)電流足夠大，信號處理電路輸出一個驅(qū)動信號，使開關(guān)電路KD呈現(xiàn)“開態(tài)”，繼電器動作，常閉觸點J2分?jǐn)嗖㈡i定，切斷了交流接觸器線圈JC1上的交流電源，交流接觸器便立即跳閘，切斷了被保護的供電線路，起到了安全保護作用。只有當(dāng)解決了供電線路的漏電問題，再接通電源才能使該漏電繼電器和被保護電路處于正常的工作狀態(tài)。
實施例2，參考圖2。該例是在實施例1基礎(chǔ)上進行的一種改進。與實施例1的區(qū)別是，在穩(wěn)壓二極管DW1的電路中又串接了另一個穩(wěn)壓二極管DW2，且在該穩(wěn)壓電路兩端并接了一起濾波作用的電容C3。穩(wěn)壓電路的正負(fù)極與信號處理電路3的正負(fù)極相接，而且信號處理電路的COM端與檢測漏電電路2的次級線圈L2的一端相接后與穩(wěn)壓二極管DW1、DW2連線上的一點相接，其它部分的連接關(guān)系與實施例1相同。工作原理相同。因增加了濾波電容C3，所以信號處理電路的電壓穩(wěn)定性增強。增加穩(wěn)壓二極管DW2后，兩穩(wěn)壓管各自承受的反向電壓減小，便于選擇穩(wěn)壓二極管。
實施例3，參考圖3。這是在實施例2基礎(chǔ)上改進的一種漏電繼電器。與實施例2相比，增設(shè)了一附加電源5。該附加電源由電容C4，橋式整流電路和二極管D5構(gòu)成。它的交流輸入端串接了一電容C4，它的直流輸出端之間并聯(lián)了由執(zhí)行電路4的繼電器觸點J2同交流接觸器線圈JC1相串聯(lián)的電路，還并聯(lián)了一起續(xù)流作用的二極管Ds。電容C4與交流接觸器的常閉觸點JC2并聯(lián)。其工作原理是，該漏電繼電器接到供電線路上后，由于交流接觸器的常閉觸點JC2是閉合的，限流電容C4被旁路短接，220V交流電直接被橋式整流電路整流，強大的直流電通過繼電器的觸點J2直接通到交流接觸器線圈JC1內(nèi)，使其產(chǎn)生一個很大的電磁力將交流接觸器的常開觸點吸合，而常閉觸點JC2斷開，被保護線路接通。由于常閉觸點JC2斷開，220V交流電需要經(jīng)電容C4限流，再經(jīng)橋式整流電路整流，只有較小的直流電經(jīng)繼電器的常閉觸點流到交流接觸器線圈JC1中，此時交流接觸器線圈JC1的鐵芯已形成閉合磁路，這一較小的電流能維持交流接觸器的閉合狀態(tài)，使被保護電路保持接通。因交流接觸器線圈JC1中通入的是直流電，且經(jīng)二板管Ds的續(xù)流作用，減小了直流電的脈動性，使交流接觸器線圈JC1產(chǎn)生的電磁力的大小和方向基本不變，不會產(chǎn)生振動，從而使交流接觸器保持無噪聲運行。適當(dāng)選取電容C4、橋式整流電路和二極管Ds的參數(shù)，可使交流接觸器不發(fā)熱，大大延長其使用壽命。當(dāng)供電線路出現(xiàn)漏電電流并達(dá)到或超過漏電繼電器設(shè)定的動作值時，繼電器便動作，其觸點J2斷開，切斷了交流接觸器線圈JC1的直流電源，交流接觸器跳閘，從而切斷了被保護的供電線路，起到了安全保護作用。在這里，執(zhí)行電路4中繼電器控制的不是380V交流電，而是220V交流電經(jīng)限流、整流后的直流電。
若直流控制電路5中不接入起續(xù)流作用的二極管Ds，也是完全可行的，只是流入交流接觸器線圈JC1的直流脈動性稍大，因而噪聲稍大。以上實施例中所用的橋式整流電路，還可以用其它形式的全波整流電路替代，也可以用半波整流電路替代。用半波整流電路時，其限流電容的容量要擴大一倍，且整流效果較差。信號處理電路3和執(zhí)行電路4還可以各用一直流供電電源，只是結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜一些，供電線路中的穩(wěn)壓二極管DW1、DW2還可用其它穩(wěn)壓電路替代，而且，濾波電容C2、C3，只要在電路中有其中之一，便能使該漏電繼電器正常工作。因此，無論該漏電繼電器中用的是全波整流電路，還是半波整流電路，信號處理電路與執(zhí)行電路是否同用一直流供電電源，供電線路中的穩(wěn)壓器元件是否為穩(wěn)壓二極管，均屬本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種無變壓器和零序互感器的漏電繼電器，它由電源電路(1)，檢測漏電電路(2)，信號處理電路(3)，執(zhí)行電路(4)構(gòu)成，其特征是，電源電路(1)的變壓是通過電容、電阻和穩(wěn)壓元件達(dá)到的，變壓部分的電容C1串接在電源電路(1)的交流輸入端，電阻R1與穩(wěn)壓元件(6)串聯(lián)后并聯(lián)在電源電路(1)的直流輸出端；檢測漏電電路(2)是一個電流互感器，它的初級線圈L1一端接在電源的中性線上，另一端接地，它的次級線圈L2的兩端接在信號處理電路(3)的兩輸入端上。
2.由權(quán)利要求1所述的無變壓器和零序互感器的漏電繼電器，其特征是，在穩(wěn)壓元件(6)的兩端并聯(lián)了一電容C3。
3.由權(quán)利要求1或2所述的無變壓器和零序互感器的漏電繼電器，其特征是，又設(shè)置了一附加電源(5)，它的交流輸入端串聯(lián)一電容C4，它的直流輸出端之間并聯(lián)了由執(zhí)行電路4的繼電器觸點J2同交流接觸器線圈JC1相串聯(lián)的電路，電容C4與交流接觸器的常閉觸點JC2并聯(lián)。
4.由權(quán)利要求3所述的無變壓器和零序互感器的漏電繼電器，其特征是，在附加電源(5)的直流輸出端并聯(lián)了二極管Ds。
專利摘要本實用新型公開了一種無變壓器和零序互感器的漏電繼電器，屬供電電路的一種保護裝置。它由供電線路1，檢測漏電電路2，放大處理電路3和執(zhí)行電路4構(gòu)成。其特點是，供電線路的變壓是通過電容、電阻、穩(wěn)壓元件來達(dá)到，檢測漏電電路是一個電流互感器，使其與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有體積小，重量輕，成本低，噪音小，壽命長，安全可靠的特點。
文檔編號H02H3/16GK2248945SQ95234970
公開日1997年3月5日 申請日期1995年11月1日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月1日
發(fā)明者柳玉高, 林文宙 申請人:柳玉高, 林文宙